fundamentos eletroeletrônica

7/13/2019 fundamentos eletroeletrnica

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FUNDAMENTOS

DE ELETROELETRNICA.PROF. HAMILTON.

ELETRICIDADE BSICA.VOLUME I


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SUMRIO:Captulo sobre corrente contnua.0.0 Conceitos Bsicos.1.0 Sentido da Corrente.

2.0 Resistncia Eltrica.3.0 Materiais Condutores, Isolantes.4.0 Resistores.5.0 Resistncia Equivalente.6.0 Lei de Ohm.7.0 Resistividade.8.0 Divisor de Tenso e Corrente.9.0 Circui to Eltrico .10.0 Circu ito Srie.11.0 Circui to Paralelo.12.0 Potncia Eltrica.

13.0 Pilhas e Bateria.14.0 Instrumentos de Medida.15.0 Ponte Resist iva .16.0 Lei de Kirchhoff para Tenso.17.0 Lei de Kirchhoff para corrente18.0 Lei dos Ns19.0 Lei das Malhas20.0 Tenso Cont nua21.0 Tenso Alternada.

Captulos sobre corrente alternada

22.0 Materiais Eltricos23.0 Transformadores.24.0 Motores.25.0 Geradores.26.0 Gerao e Distribuio de Energia Eltrica.27.0 Tcnicas de Solda.28.0 Bibliografia29.0 Anexos


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CONCEITOS BSICOS

1- Matria e Substncia

Matria tudo que existe no universo.A madei ra, o vidro, a gua so exemplos de matria. No entanto podemosperceber diferenas nessas matrias:

O vidro transparente, a madeira no.A gua no tem fo rma prpria.

Essas di ferenas ocorrem porque cada tipo particular de matria umasubstncia com caractersticas prprias.

2- Molculas e tomos

Molcula a menor parte que pode existir de uma substncia. So partes topequenas, que no podem ser vistas mesmo com o auxlio aos microscpios.Pr exemplo, uma molcula de gua a menor quantidade de gua que podeexistir.

As molculas so const itu das de tomos.

O que caracteriza uma molcula o tipo de tomo, a quantidade deles e omodo como so combinados para consti tu-la.

Atualmente so conhecidos 103 tipos diferentes de tomos. Cada t ipo recebeuum nome e tem caractersticas prprias.

3- Prtons, Nutrons e EltronsDurante muito tempo se acreditou que o tomo fosse a menor parte damatria. Tanto assim que o seu prprio nome( do grego a = sem e tomo =divid ir) significa o que no se pode dividir . Atualmente, sabe-se que o tomose compe de Prtons, Nutrons e Eltrons.

A estrutura do tomo consiste em um ncleo central , formado pr dois t iposde partculas simples e indivisveis: os p rtons e os nutrons. Os pr tons tmcarga eltrica posit iva, e os nutrons no tm carga.


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CONCEITOS BSICOS.

Em volta desse ncleo gira um nmero varivel de partculas de carga eltricanegativa- os eltrons que realizam milhes de rotaes pr segundo.

O ncleo positivo prtons atrai os elementos negativos, impedindo queeles saiam de sua rbi ta (fig.4)

NotaO hidrognio o nico elemento que tem apenas um prton no ncleo e umeltron em rbita.

4- Equi lbrio de cargas eltricas importante saber que, em condies normais, onmero

de eltrons em torno de um ncleo sempre igual ao nmero de prtons dessencleo (figs.5,6,7), havendo, portanto, equilbrio de cargas eltricas.


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CONCEITOS BSICOS

possvel, porm,retirar ou acrescentar eltrons aos tomos de um corpo.Quando isso acontece, passa a exist ir uma diferena de cargas eltricas no

tomo. Dizemos, ento, que o tomo est eletrizado ou ionizado.

Quando um tomo perde ou recebe eltrons, transforma-se num on.Se ficar com falta de eltrons, ser um on positi vo ou ction.Se ficar com excesso de eltrons, ser umon negativo ou nion.

Para esclarecimento, vejamos os seguintes exemplos:Um tomo de ferro tem 26 pr tons e 26 eltrons. Se ele perder 3 eltrons,ficar com 26 prtons (carga positi va) e 23 eltrons (carga negativa) e ser umon positi vo ou Ction. Se o tomo de ferro receber 3 eltrons, ficar com 26prtons (carga posi tiva) e 29 eltrons (carga negativa) e ser on negativo ou

nion.

5 - H vrios Processos para desequil ibrar as cargas eltricas dos tomos deum corpo, criando uma diferena de potencial cuja tenso eltrica ser tantomaior quanto maior for a diferena das cargas. No decorrer do curso,analisaremos os processos industri ais, porm podemos estudar agora oprimeiro processo de que se tem notcia: o de Eletrizao Pr Frico .

Sabe-se, quando um corpo friccionado com outro, ambos adquirem cargaseltricas: um p r perder eltrons e o outro pr receb-lo. Podemos constataresse processo, fazendo a experincia que se segue:

A Cortamos papel fino em partcu las do menor tamanho possvel .

B Friccionamos o lado de um pente num pedao de flanela, seda ou l,sempre no mesmo sentido.

C Aproximamos o pente das partculas de papel.Concluso: As partculas de papel so atradas pelo pente.


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CONCEITOS BSICOS

6.0 Tenso EltricaSempre que h uma diferena de potencial (d.d.p.), existe uma tenso tendendo arestabelecer o equilbrio. Podemos demonstrar isso facilmente, pr meio de duasvasilhas com gua, ligadas pr um tubo com registro.

Na fig .2, a gua das vasilhas est no mesmo nvel, no havendo d iferena depotencial entre as mesmas.Se abrirmos o registro , no haver fluxo de gua de uma para a outra.

Na fig .3, o nvel da gua na vasilha A superior ao da vasilha B, exist indo umadiferena de potencial entre osSe abrirmos o regist ro, haver fluxo de gua de A para B, at que a gua fique no

mesmo nvel nas duas vasilhas.Do exposto podemos verificar que a diferena de potencial hidrulico (da gua)provocou uma tenso hidrulica.

Para entendermos a tenso eltrica, necessrio aprendermos alguma coisasobre Constituio da matria.


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77.0 Medida da Tenso EltricaVimos que sempre se modifica a estrutura dos tomos de um corpo, este ficaeletrizado. Se tivermos dois corpos com cargas eltricas diferentes, haver entreeles uma diferena de potencial (d.d.p.) eltrico, da mesma forma que houve uma

diferena de potencial hidrulico no caso das vasilhas. importante, em todos oscampos de apl icao da eletricidade, sabermos o valor da tenso da d.d.p. Paraisso , existe uma unidade de medida,que o Volt, e um instrumento para medi-la,que o volt metro.

8.0 A Corrente EltricaQuando um tomo est ionizado, sua tendncia voltar ao estado de equi lbrio .Evidentemente, um corpo eletrizado tende a perder sua carga, libertando-se doseltrons em excesso, ou procurando adquirir os eltrons que lhe faltam.Conclumos, ento, que basta unir corpos com cargas eltricas diferentes paraque se estabelea um fl uxo de eltrons, que chamamos CORRENTE ELTRICA.

Para se ter uma idia exata da grandeza (INTENSIDADE) de uma corrente eltrica,tornou-se necessrio estabelecer uma unidade padro.

Falar em eltrons que passam pr segundo num condutor impraticvel, poi s osnmeros envolvidos nos problemas seriam enormes. A fim de se eliminar essesinconvenientes, fez-se uso de uma unidade de carga eltrica o COLOUMB (C) que corresponde a 6,28 x 1018eltrons.

A intensidade de corrente eltrica medida em AMPERE e corresponde quantidade de COLOUMBS que passa pr segundo em um conduto r.Uma intensidade de 1 Coulomb pr segundo equivale a um ampre.

O inst rumento que mede a intensidade de corrente o AMPERMETRO.

Devemos lembrar qu:

Corrente Eltrica um fluxo de eltrons em movimento.

Tenso Eltrica a fora que desloca os eltrons.


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CONCEITOS BSICOS

Sentido da Corrente Eltri ca

Para entendermos o sentido da corrente eltrica, bom recapi tularmos ascond ies de cargas eltrica do tomo.

Como sabemos os prtons tem carga positi va, e os eltrons, cargas negativas. Seo tomo perde eltrons, ficar com carga posi tiva. Se o tomo recebe eltrons,ficar com carga negativa. Se consideramos as condies de carga dos tomos

apresentados, havendo l igao entre eles, o tomo B (-) ceder dois eltrons aotomo A (+). Logo, o sentido da corrente eltrica da carga negativa (-) para acarga positi va (+).

Entretanto, antes de ter alcanado esses conhecimentos sobre os tomos, ohomem j fazia uso da eletricidade e sabia que algo se movimentava, produzindoa corrente eltrica, e, pr uma questo de interpretao, admitiu que o sentido dacorrente eltrica fosse do positi vo (+) para o negativo (-).

Para evitarmos dvidas, sempre que considerarmos o sentido da corrente comosendo igual ao dos eltrons, diremos Sentido Eletrnico e , no caso oposto ,Sentido Convencional Ou Clssico.


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EXERCCIOS SOBRE : CONCEITOS BSICOS.

1.0 Defini r o que vem a ser matria .R tudo que existe no universo.

2.0 Defin ir substncia.R substncia prpria de cada matria.

3.0 Defin ir tomo .R uma partcula composta de prtons, nutrons e eltrons.

4.0 Como distribudo os prtons, nutrons e eltrons no tomo ?R Os pr tons e nutrons, se localizam na parte na parte central do ncleo e oseltrons ficam girando em torno do ncleo.

5.0 O que equilbrio de cargas eltricas ?R quando o nmero de prtons igual ao nmero de eltrons.

6.0 Defin ir tomo eletrizado ou ionizado.R quando um tomo perde ou recebe eltrons para se equil ibrar suas cargaseltricas.

7.0 Quais so os nomes dos tomo ionizados ou eletrizados ?R tomo negativo ou nion: tomo positivo ou ction

8.0 Qual a un idade de medida de tenso eltrica e qual o equipamento para medi-

la?R Vol ts, vol tmetro.

9.0 Qual a un idade de medida de corrente eltrica e qual o equipamento paramedi-la?

R Ampre, ampermetro.

10.0 Qual a un idade de medida de cargas eltricas ?R Coulomb (C), seu valor 6,28 x 1018.

11.0 Definir corrente eltrica.

R o deslocamento de um fluxo de eltrons em um meio condutor.

12.0 Definir tenso eltrica.R fora que desloca os eltrons.13.0 Quais os sentido da corrente eltrica e sua defin io?R Sentido eletrn ico: a corrente sai pelo terminal negativo da fonte geradora.Sentido convencional: a corrente sai pelo terminal posit ivo


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RESISTNCIA ELTRICA.

Definio:A oposio que os materiais oferecem passagem da corrente eltricachamamos de Resistncia Eltrica (R).

A resistncia elt rica de grande importncia na so luo dos p roblemas deeletricidade.

A unidade de medida da resistncia eltrica o OHM .

Quando queremos medir resistncias mui to grandes, usamos o MEGOHM (M ),que equ ivale a 1.000.000 de ohms, ou o QUILOHM (K ).

Quando queremos medir resistncias mui to pequenas, usamos o MICROHM( ) ou o MILIOHM (m ).

A resistncia elt rica medida em instrumentos chamados OHMMETROS.Quando a resistncia muito g rande, o inst rumento usado o MEGOMETRO.O inverso da resistncia a condutncia (C), Que tem como unidade o MHO .

C = 1 R = 1R C

Escala de Unidades:

10

9

10

6

10

3

UNIDADE 10

-3

10

-6

10

-9

10

-12

GIGA MEGA KILO UNIDADE MILI MICRO NAN PICO

Exemplos de Unidades:Tenso (Volt), Corrente (Ampre), Resistncia (Ohm), Potncia (Watt),Capacitncia (Farad), Indutncia (Henry).

MATERIAIS CONDUTORES , ISOLANTES.

Todos os materiais oferecem uma certa oposio a passagem da correnteeltrica; no entanto dependendo da substncia do material, essa oposio maior ou menor, sendo que alguns materiais praticamente no permitem apassagem da corrente eltrica.

- Os materiais que oferecem pouca oposio `a passagem da corrente eltricachamamos de ; materiais condutores.


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11Ex Prata, cobre, alumnio

Produtos; fio de cobre , fio de alumnio- Os materiais que praticamente no permitem passagem da corrente eltrica

chamamos de ; materiais isolantes.

-Ex Vidro , borracha, porcelana.Produtos; isoladores de pino

A razo da maior ou menor oposio oferecida passagem da corrente eltricatem sua explicao na estrutura dos tomos.

Em alguns materiais, os eltrons em rb itas mais afastadas sofrem pouca atraodo ncleo, tendo facilidade de se deslocar de um tomo para outro tomo, numrodzio desordenado, sendo chamados de eltrons livres.

Os eltrons l ivres so numerosos nos materiais condutores e praticamenteinexistentes nos materiais isolantes.

EXERCCIOS SOBRE: RESISTNCIA ELTRICA.

1. Converter 2,1 V em milivolts. R 2.100 mV2. Converter 2500 V em Kvolts R 2,5 kV3. Converter 356 mV em Volts . R 0,356 V

4. Converter 50. 000 em M. R 0,5 M5. Converter 8,2 K em. R 8.200

6. Converter 680 K em M. R 0,680 M

7. Converter 47.000 em K. R 47 Ks

8. Converter 20 000 Pf em F. R 0,00002 F

9. Converter 100.000 em K. R 100 k

10. Converter 12.000 K em . R 12

11. Converter 0,006 A em mA. R 6 mA

12. Converter 2 A em mA. R 2.000 mA13. Converter 1.327 m em A. R 1,327 A

14. Converter 20.000A em A. R 0,020 A

15. Converter 0,25 mA em A. R 250 A


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RESISTORES

Definio:Resistor um componente formado pr um corpo cilndrico de cermica sobre oqual depositada uma camada de material resistivo. Esse material determina otipo e o valor de resistncia nominal do resistor. Ele dotado de dois terminaiscolocados nas extremidades do corpo em contato com o filme resistivo.

Os resistores so util izados nos circuitos eletrnico para limitar acorrente eltrica e, conseqentemente, reduzir ou dividir tenses.

Os resistores so componentes que formam a maioria dos circu ito eletrnicos.Eles so fabricados com materiais de alta resistividade com a finalidade deoferecer maior resist ncia passagem da corrente eltri ca. Difici lmente seencontrar um equipamento eletrn ico que no use resistores

Este captulo vai tratar dos resistores e de seu cdigo de cores. Desse modo,voc vai ser capaz de identificar as caractersticas eltricas e construtivas dosresistores. Vai ser capaz tambm de interpretar os valores de resistnciaexpressos no cdigo de cores.

1) Tipos de Resistores Fixos.H quatro tipos de resistores, classificados segundo sua constitui o:Resistor de filme de carbono;Resistor de filme metlico;Resistor de fio;Resistor para montagem em superfcie (SMR).

Cada um dos tipos tem, de acordo com sua constituio, caractersticas que otornaram mais adequadas a determinada apl icao.

O resistor de filme de carbono , tambm conhecido como resistor de pelcula,apresenta formatos e tamanhos variados como mostra a ilustrao a seguir.Esse tipo de resistor constitui-se por um corpo cilndrico de cermica que servede base fabricao do componente.Sobre o corpo do componente depositada uma fina camada de filme decarbono, que um material resistivo.

A potncia varia de 1/16 W a 2W.


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13Material resistivo carbono puro.

Aplicao: uso geral, circu ito de vdeo e udio.

Resistor de fio; constitui-se de um corpo de porcelana ou cermica, sobre estecorpo enrola-se um fio especial, geralmente de nquel-cromo. O comprimento eseo desse fio determinam o valor do resistor, que tem capacidade para operarcom valores altos de corrente elt rica.

A potncia varia de 2W a 200 W.Aplicao em circuitos de grande potncia.

Resistor de filme metlico: tem o mesmo formato que os resistores de filme decarbono o que diferencia o fato do material resistivo uma pelcula de nquel ,que resulta em valores hmicos mais precisos.

Aplicao em circuitos de preciso, computadores, ci rcuitos lgicos.A potncia varia em 1/16 W a 1 W.

Resistor SMR: resistor montado em superfcie constitudo de um minsculocorpo de cermica com alto grau de pureza no qual depositada uma camadavtreo metalizada formada por uma liga de cromo-silcio.

Aplicao em ci rcuitos eletrnicos, atravs de mqu inas de insero automtica,por tamanho muito pequeno.Potncia menores que 1/16 W.

Essas diferenas situam-se em quatro faixas de valores percentuais detolerncia:1.0 Para resistores de uso geral: 2.0 Para resistores de preciso2% de tolerncia 10% de tolerncia1% de tolerncia 5% de to lernciaOBSERVAO:Empregam-se os resistores de preciso apenas em circuitos em que os valoresde resistncia so crticos e em aparelhos de medio.

A tabela abaixo informa que, um resistor de 220 5%(valor nominal), prexemplo, pode apresentar qualquer valor real de resistncia entre 232 e 209 .


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Devido modernizao do processo industrial, os resistores esto sendoproduzidos pr mquinas especiais que uti lizam raios lazer para o ajuste final daresistncia nominal.Pr isso, di ficilmente, so encontrados no mercado resistores para uso geral com

percentual de tolerncia maior do que 5%.Caractersticas eltricas dos resistores:

O resistor tem caractersticas eltricas que o diferenciam de ou tros componentes.Elas so:Resistncia nominal;Percentual tolerncia;Dissipao nominal de potncia.

Resistncia nominal:

A resist ncia nominal o valor da resistncia elt rica especi fi cada pelofabricante. Esse valor expresso em ohms ( ), em valores padronizadosestabelecidos pela norma IEC63. Assim, pr exemplo, pode-se ter resistores de18 , 120 ,4k7 , 1M .Neste curso, sero empregados os valores padronizados da srie E-24, ou seja,10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82,91

Como esses nmeros determinam os valores comerciais dos resistores, elesdevem ser memorizados para facilitar a identificao e especificao desses

componentes.

Dependendo do tipo de resistor e de sua aplicao, a faixa de valores comerciaispode variar. Portanto, os manuais de fabricantes devem ser consultados a fim deque sejam obtidas as informaes mais especficas sobre os componentes.Percentual de tolerncia


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Em decorrncia do processo de fabricao, os resistores esto sujeitos aimprecises no seu valor nominal. O percentual de tolerncia indica essavariao de valor que o resistor pode apresentar em relao ao valor padronizadode resistncia nominal. A diferena no valor pode ser para mais ou para menosdo valor nominal.

Dissipao nominal de potncia: a temperatura que o resistor atinge sem que sua resistncia nominal varia maisque 1,5%, temperatura de 70C.O resistor pode sofrer danos se a potncia dissipada for maior que seu valornominal.Em condies normais de trabalho, esse acrscimo de temperatura proporcional potncia dissipada.

2) Resistor Varivel.Resistor varivel aquele que possui um valor de resistncia mnimo at um

valor mximo. Ex.: potencimetro.


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163) Efeito Joule. o efeito que ocorre em um resistor, onde uma parte da energia eltrica transformada em calor (energia trmica). Ex.: chuveiro eltrico torneira eltrica.

4) Para evitar dvidas.1) 2,2 = 2R2 para no confundir com 22 .2) 4,7K = 4K7 para no confundir com 47 .3) 6,8 K = 6K8 para no confundir com 68 .4) 2,7 K = 2K7 para no confundir com 27 .

EXERCCIOS: SOBRE REISTORES

Qual o valor do resistor a ser lido de acordo com as cores em seu corpo?

1.0 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixaVermelho Vermelho Vermelho Ouro2 2 102 %5

Resultado:22 X 102= 2200 5%

2200 + 110 = 23102200 110 = 2090

2.0 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixa

Amarelo Violet Preto Prata4 7 100 %10Resultado:

47 X 100= 47 10%47 + 0,47 = 47,4747 0,47 = 46,53

3.0 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixaVerde Vermelho Laranja Ouro5 2 103 %5

Resultado:

52 X 103

= 52000 5%52000 + 2600 = 5460052000 2600 = 49400

4.0 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixaAzul Marron Vermelho Prata

6 1 102 10%


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61 X 102= 6100 10%6100 + 610 = 67106100 610 = 5490

5.0 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixaVermelho Amarelo Preto Vermelho2 4 100 2%

Resultado:24 X 100= 24 2%24 + 0,48 = 24,4824 0,48 = 23,52

6.0 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixaPreto Amarelo Laranja Vermelho

0 4 103

2%Resultado:04 X 103= 4000 2%

4000 + 80 = 40804000 80 = 3920

7.0 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixaBranco Azul Preto ouro9 6 100 5%

Resultado:96 X 100= 96 5%

8.0 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixaAmarelo Verde Laranja prata4 5 103 10%

Resultado:45 X 103= 45000 10%

CASO ESPECIAL : Resistor com 03 Cores

9.0 1 faixa 2 faixa 3 faixaVermelho Verde Marrom2 5 101

Resultado:25 X 101= 250 20%

250 + 50 = 300250 50 = 200


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10.0 1 faixa 2 faixa 3 faixaLaranja Preto Marrom3 0 101

Resultado:30 X 101= 300 20%300 + 60 = 360300 60 = 240

CASO ESPECIAL : Resistor com 05 Faixas

11.0 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixa 5 faixaVioleta Vermelho Cinza Preto Prata7 2 8 100 10%

Resultado:

728 X 100= 728 10%728 + 72,8 = 800,80728 72,8 = 655,20

12 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4 faixa 5 faixaAzul Verde Preto Marrom Ouro6 5 0 101 5%

Resultado:650 X 101= 6500 5%

6500 + 325 = 68256500 325 = 6175

RESISTNCIA EQUIVALENTE.

Definio:

o resistor que equivale a todos os resistores de uma associao seja ela srie,paralela ou mista.

Quando existem vrios resisto res num circu ito, importante determinar aResistncia Equivalentedo conjunto.

Para maior clareza, a maioria dos p rob lemas de clcu lo da ResistnciaEquivalente so acompanhados de um desenho chamado esquema, onde osresistores so representados pr uma das figuras abaixo.


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Para se determinar resistncia equivalente de um conjunto de resistores, necessrio saber o modo como eles esto ligados entre si. Os resistores podemser ligados em Srie , Paralelo ou MISTO.

Quando conjuntos em srie e em paralelo esto interligados, so chamadosMistos ou em Srie-Paralelo.

RESISTORES EM SRIE:

Como sabemos a resist ncia aumenta com o comprimento (L). Podemos ver que

quando ligamos um conjunto em srie, estamos somando os comprimentos dosresistores. Deduzimos, ento, que a resistncia equivalente (Re) do conjunto sera soma das resist ncias dos resistores (R).

Re= R1+ R2+ R3 + RN.

Resistores esto ligados em srie quando:- Quando a sada de um terminal for entrada a entrada do outro.- A corrente eltr ica possuir mais de um caminho para circular.

- A resistncia equivalente em srie, ser sempre maior que qualquer resistor da

associao em srie.Na fig .1, representamos o esquema de um conjunto de resistores ligados emsrie.

RESISTORES EM PARALELO:

Resistores, esto ligados em paralelo, quando os seus terminaisestiverem interligados.

A corrente eltr ica possui mais de um caminho para ci rcular.

Como sabemos a resist ncia diminui, quando a seo (Smm2) aumenta.


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20Podemos notar que, quando li gamos um conjunto em paralelo, estamossomando as sees dos resistores do conjunto.

Deduzimos ento, que a resistncia equivalente do conjunto ser sempre menor

que a resistncia do menor resistor do conjun to.Para determinarmos a resistncia equivalente de um conjunto em paralelo,podemos usar as seguintes abaixo:

Na fig .2, representamos o esquema de um conjunto de resistores ligados emparalelo.

Re= R Quando os resistores forem de igual valor.Rn

R resistncia de um dos resistores.Rn quantidade de resistores do conjunto.

Re= R1x R2 Quando o conjunto for de dois resistores.R1+ R2

Para qualquer nmero de resistores no conjunto.

Re = 11 + 1 + 1 + etcR1 R2 R3

Ou


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1 = 1 + 1 + 1 + ...Re R1 R2 R3

Na fig.3, representamos um conjunto misto.

Resistncia Equivalente mista.

Para determinarmos a resistncia equivalente do conjunto misto, calculamosprimeiro a resistncia equivalente dos resistores l igados em paralelo e depoissomamos o resultado com os resistores ligados em srie.

Para a fig.3, teramos:

Re = 1 + R1 + R21 + 1 + 1R3 R4 R5


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LEI DE OHM.

Montando-se um circuito com uma fonte de 9 v e um resistor de 100 ohms,

notamos que o mili ampermetro indica uma corrente de 90 mA.As medidas encontradas fo ram:V= 9 VR = 100I = 90 mA

Agora se subst itu irmos o resistor de 100 pelo de 200 , a resistncia do ci rcuitotorna-se maior. O circui to impe uma oposio maior passagem da corrente efaz com que a corrente circulante seja menor.

As medidas encontradas fo ram;V = 9VR = 200

I = 45 mA

medida que aumenta o valo r do resistor, aumenta tambm a oposio passagem da corrente que decresce na mesma proporo. Substituindo oresistor de 200 pr um de 400 OMHS, teremos os seguin tes resultados:V = 9VR = 400I = 22,5 mA

Conclumos ento que:- A tenso apl icada ao ci rcuito sempre a mesma; portanto, as variaes da

corrente so provocadas pela mudana de resistncia do circui to. Ou seja,quando a resistncia do circui to aumenta, a corrente no circu ito diminui.

- Divid indo-se o valor da tenso aplicada pela resistncia do circu ito, ob tm-seo valor da intensidade da corrente.

A partir dessas experincias, conclui-se que o valor de corrente que ci rcula emum circui to pode ser encontrado divid indo-se o valor de tenso aplicada pela sua


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30resistncia. Transform ando esta afirmao em equao matemtica, teremos aLEI DE OHM.

A relao ent re a tenso (E), e a intensidade de corrente (I) e a resistncia eltrica(R) foi determinada pelo cientista alemo GEORGE SIMON OHM, ficando em sua

homenagem, conhecida como LEI DE OHM, que pode ser enunciada da seguinteforma;

A intensidade da corrente eltrica diretamente proporcional tenso einversamente proporcional a resistncia do circuito.

Essa lei corresponde seguinte equao;I= V (A) A= Ampre

RDessa equao podemos deduzir que:

V= R x I (V) V= Vol ts

R = V ( ) R= OhmI

Para facil itarmos a interpretao dessas equaes, podemos apresent-las dentrode um tringulo (fig. 1) e proceder do seguinte modo:

a) Cobri r a letra que representa a unidade desejada:

b) Usar a equao que se apresenta.


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EXERCCIOS SOBRE: A LEI DE OHM.

1.0 Calcu le a corrente eltrica que circu la no ci rcui to, quando a fonte geradora for

de 120V e a resistncia for de 30 .R: 4A.

2.0 Calcu le a resistncia eltrica do circu ito , quando a fonte geradora for de 220 Ve a intensidade de corrente for 11 A .

3.0 R: 20

4.0 Calcu le a tenso no circui to, quando a corrente for de 3,5 A e a resistnciaeltrica for 20 .

R: 70V

5.0 Uma lmpada eltrica foi ligada em uma tenso de 120V, consome 1,0 A. Quala resistncia do filamento da lmpada?

R: 120 .

6.0 Calcu le a DDP que dever ser apli cada nos terminais de um condutor deresistncia igual a 100 para que ele seja percorrido pr uma corrente deintensidade igual a 1,2A

R:120V

7.0 Calcu le a intensidade da corrente eltrica que passa pr um fio de resistnciaigual a 20 ao ser submetida uma DDP de 5 V? R: 0,25 A

8.0 Qual a corrente que o ampermetro ir indicar, quando for ligado a um ci rcuitode fonte geradora de 20V e uma resistncia de 4 . R: 5 A

9.0 Qual a resistncia eltr ica de um condutor que percorrido pr uma correntede 0,5 A, quando sujeita a uma tenso de 110 V.

R: 220

10.0 Um elemento resistor de 300 foi percorrido pr uma corrente de 18 A .Qual a DDP que desloca estes eltrons ?

R: 5,4 KV ou 54300 V

11.0 Qual a resistncia elt rica de um chuveiro de 4.400 W que ser ligado a umafonte de tenso de 110 V , cuja corrente de 40 A .

R: 2,75 .12.0 qual a resistncia eltrica de um chuveiro de 4.400 W que ser ligado a uma

fonte de tenso de 220 V , cuja corrente de 20 A . R: 11 .


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RESISTIVIDADE.

George Simon Ohm foi o cientista que estudou a resistncia eltrica do ponto devista dos elementos que tm influncia sobre ela. Por esse estudo, ele concluiu

que a resistncia eltrica de um condutor depende de quatro fatores:a) Material do qual o condu tor feito.b) Comprimento (L) do condutor.c) rea de sua seo transversal (S).d) Temperatura no condutor.

Atravs de vrias experincias se pode verifi car a influncia de cada um destesmateriais, variando apenas de um fatores, e mantendo constantes os trsrestantes.

Desse modo se pode analisar a inf luncia do comprimento do

condutor,mantendo-se constante o tipo de material, sua temperatura e a rea dasesso transversal e variou-se seu comprimento.

S______________resistncia R.S_________________________resistncia obtida 2R.S____________________________________________resistncia obtida 3R.

Deste modo se comprovou que a resistncia aumentava ou d iminua na mesmaproporo em que aumentava ou diminua o comprimento do condutor . Istosign ifica que a resistncia eltrica diretamente proporcional ao comprimento docondutor.

Na influncia da seo transversal, foram mantidos constantes o comprimentodo condutor, o tipo de material e sua temperatura, variando-se apenas sua seotransversal.

1 . S o resistncia obtida = R

2 . S O resistncia ob tida = R/2

3 .S O resistncia obtida = R/3

Deste modo foi possvel verificar que a resistncia eltrica diminua medida quese aumentava a seo transversal do condutor. Inversamente, a resistnciaeltrica aumentava, quando se diminua a seo transversal docondutor.Concluso:a resistncia eltri ca de um condutor inversamente proporcional sua rea deseo transversal.


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33Mantida as constantes de comprimento, seo transversal, seo transversal etemperatura, variou-se o tipo de material:

S . ___L_____________ cobre resistncia ob tida = R1

S ._____L_____________ alumnio resistncia obtida = R2S ______L________ prata resistncia ob tida = R3

Utilizando-se materiais di ferentes, verifi cou-se que no havia relao entre eles.Com o mesmo material, todavia, a resistncia eltri ca mantinha o mesmo valor.

A partir dessas experi6encias, estabeleceu-se uma constante deproporcionalidade que foi denominada de RESITIVIDADE ELTRICA.

RESITIVIDADE ELTRICA:

a resistncia eltrica especfica de um certo condutor com 1 metro decomprimento, 1mm2de rea de seo transversal, medida em temperaturaambiente constante de 20 C.

A unidade de medida de resist iv idade o mm2/m, representada pela letragrega (l-se ro).

Aps estas experincias OHM estabeleceu que a sua 2 Lei:

A resistncia elt rica de um condutor diretamente p roporcional ao produto daresistividade especfica pelo seu comprimento, e inversamente proporcional sua rea de seo transversal.

Equacionamente teremos:

R = . L R= a resistncia eltrica emS L= comprimento do conduto r em m

S= rea da seo transversal em mm2

= resistividade do material em . mm2/m


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EXERCCIOS SOBRE : RESISTIVIDADE.

1) Calcule a seo de um fio de alumnio com resistncia de 2 e comprimento de 100 m.

R=.L S = .L = 0,0278.mm2. /m . 100 m = 1,39 mm2S R 2

2) Determine o material que constitui um fio, sabendo-se que seu comprimento de 150 m,sua seo de 4 mm2 e sua resist6encia de 0,6488 .

R=.L = R.S = O,6488 .4mm2= 0.0173 mm2. / mS L 150 m

3) Determine a resistncia eltrica de um condutor na temperatura de 20 C, sabendo-seque sua seo de 1,5 mm2para os seguintes casos.L = 50 cm.

R=.L R = 0.0173 mm2. / m x o,5 m = 5,76S 1,5 mm2

4) Idem para L = 100 m RES: 1,155) Idem para L= 3 km RES: 34,6

6) Calcular L do estanho, sendo S= 2 mm2, R = 3

R=.L RS =L L= RS = 2 mm2X 3 = 50,21 mm2S 0,1195m2. / m


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DIVISOR DE TENSO E DIVISOR DECORRENTE.

Este mtodo usado para clcu lo de corrente , tenso e resistncias quando ocircui to for muito complicado, para usar a Lei de OHM di retamente.

DIVISOR DE TENSO:

Todo circui to contendo resistncias em srie, um ci rcui to DIVISOR DE TENSO,onde a corrente total do circu ito a mesma que passa em todas as resist ncias, ea tenso da fonte dividida entre as resistncias existentes.

Ex:

Por exemplo , seja o circu ito abaixo, onde a soma das tenses existentes em cimade cada resistncia ser igual soma da fonte . Ou seja Vcc= Vr1+ Vr2+ Vr3+Vr4.

Para descobri r a tenso apli cada em cima de qualquer uma das resist6enciaspodemos utilizar a Lei de ohm onde, Vr1= It x R1. Neste casoIT = Vcc / (R1 + R2 + R1 +R4). Substituindo IT= na lei de OHM chegamos na Lei de OHM.

Vr1 = R1X Vcc Onde R1deve ser substituda pelo valor que da resistnciaRtotal cuja tenso se deseja se deseja descobrir.

DIVISOR DE CORRENTE:

Deve ser empregado quando o valor da fonte no for dado ou se houver umadiviso da corrente que ir requere clculos para encontrar o valor da corrente amaneira mais simples ser, usando a frmu la do diviso r de corrente.


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36FUNCIONAMENTO:

FIG1

Para descobrir o valor de cada corrente apl icamos diretamente a Lei de OhmI1=Vcc/ R1.

No caso do valor da fonte no ser fornecido teremos que aplicar a frmula:Suponhamos um ci rcuito com duas resistncias em paralelo R1E R2.Neste caso Vcc= Rtotalx IT, SENDO RTOTAL= (R1+ R2) / (R1+ R2), substitu indo o valorde Vcc em I1=Vcc/ R1 teremos:

I1 = Vcc(1) Vcc= Rtotal x IT ( 2 ) RTOTAL= (R1+ R2) / (R1+ R2) (3 )R1

substituindo (2) e (3) em m (1) teremos :

I1 =Rtotal x IT I1 =(R1+ R2) xIT I1 =(R1+ R2) x 1 x ITR1 (R1+ R2) (R1+ R2) R1

R1I1 =R2 x IT

(R1 + R2).

No caso de haver mais de duas resist ncias, em paralelo a frmula ser:

It = soma das resistncias onde no passa I1 na malha X ITsoma das outras resistncias da malha +R1

Essa soma no entanto, dever levar em considerao resi st6encias em paralelo.Portanto, apesar de usarmos a palavra soma, devemos efetuar o clculo deresistncias em paralelo, que RTOTAL=(R1x R2) / (R1+R2).

A frmula com vrias resist6encias em paralelo ser:

I 1 = (R2//R3 //R4) x IT(R2//R3//R4) +R1


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EXERCCIOS SOBRE : DIVISOR DE TENSO E CORRENTE.

1) Calcu lar o valor de Vr1no circuito usando divisor de tenso no circuitoonde:

Vcc= 60 V , R1= 5 R2=10 R3= 20 R4= 15

Vr1= R1x Vcc= 5 x 60 = 300 = 6 VRtotal ( 5+10 + 20 +15 ) 50

2) Calcu lar o valor da corrente I1sobre o resistor de 10 , sendo dado acorrente total de 9 A.

R1=10 R2= 20 I260 V

I1 I2

I1= R2x i t = 20 x 9 A = 18 A = 6 A

R1+ R2 (10 + 20 ) 3


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O CIRCUITO ELTRICO.

1.0 Circuito Eltrico o caminho percorrido pela corrente eltrica.

No circu ito eltrico, importante determinar a funo de cada componente, paraque se possa entender o seu funcionamento.

A f ig.1 mostra um circu ito eltrico com os seus componentes ident ificados.Vejamos a funo de cada um.

2- Fonte Geradora o componente onde a energia eltrica gerada.

Ex: Baterias, dnamos, etc.

3 -CondutoresSo os componentes que conduzem a corrente eltrica da fonte geradora para osreceptores.Ex: Fio de cobre.

4-ReceptoresSo os componentes que util izam a corrente eltrica para produzir luz, fora, etc.

5-Chave ou interruptor

o componente que abre e fecha o circui to.

6-Funcionamento do circui to eltrico. Quando a chave est fechada, a correnteeltrica circula da fon te geradora para o receptor retornando a fonte. Esseprocesso permanece, at que o ci rcui to seja aberto ou a fonte pare de gerar.


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EXERCCIOS SOBRE : CIRCUITO ELTRICO.

1.0 Defin ir o que vem a ser ci rcui to eltrico .R o caminho percorrido pela corrente eltrica.

2.0 Quais so os componentes bsicos de um circu ito eltrico?R Fonte geradora, condutores, chave ou interruptor, recepto r.

3.0 Qual a finalidade da chave ou interrup tor ?R Interromper a corrente eltrica ou deixar passar a cor rente (abri r ou fechar ocircuito)

4.0 Explique o funcionamento de um circui to eltrico.R Com a chave fechada a corrente eltrica, circula da fonte geradora para osreceptores, retornando a fonte geradora.Esse processo se repetir, at que o circu ito seja interrompido ou a fonte parapare de gerar energia eltrica.

5.0 Qual a funo da fonte geradora ?R o componente, onde a energia produzida, como pr exemplo bateria,pilhas, usina.

6.0 Qual a funo dos condutores?

R o material que conduz a energia da fonte geradora aos receptores, como prexemplo fios e cabos de cobre.

7.0 Qual a funo dos receptores ?R So os componentes recebem a corr ente eltrica e a transforma em luz, fora.

8.0 O que aconteceria no ci rcui to se no houvesse a chave ?R O circuito iria funcionar eternamente enquanto houvesse corrente eltrica.


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CIRCUITO SRIE.

Circuito srie aquele cujos componentes esto ligados de tal modo, quepermitem um s caminho passagem de corrente eltri ca.

Na fig.1, vemos conjunto de trs lmpadas formando um circu ito de srie.

A tenso to tal de um circuito srie i gual soma das tenses dos seus

componentes.

V =V1+ V2+ V3 etc.

Devemos considerar que, havendo um s caminho para a passagem da corrente,todos os elementos so atravessados pela mesma intensidade de corrente.

I = I1= I2= I3etc.

Em virtude da composio do circui to srie, importante notar-se que:A no ci rcuito srie os receptores funcionam simultaneamente;

B a falta ou in terrupo de um receptor no permite o funcionamento dosdemais;

C a corrente de funcionamento dos receptores devem ser iguais;

D o valor da tenso de funcionamento dos receptores podem ser di ferentes.


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CIRCUITO PARALELO.

Circui to paralelo aquele em que os receptores esto ligados di retamente aoscondutores da fonte. Dessa maneira o circuito paralelo permite vrios caminhos

para a passagem da corrente, sendo cada receptor um caminho independentepara a passagem da corrente eltrica.

Na fig .1, vemos um exemplo de circu ito paralelo fo rmado com trs lmpadas.

A intensidade total de corrente no ci rcuito paralelo a soma das intensidade decorrente dos receptores.

I = I1+ I2+ I3 etc.

A tenso eltrica igual nos bornes de todos receptores no ci rcuito paralelo .

V = V1= V2= V3 etc.

Em virtude da composio do circui to paralelo, importante notar-se que :

A- As tenses dos receptores devem ser iguais;

B- As in tensidades de corrente dos receptores podem ser diferentes;

B- Cada recepto r pode funcionar independentemente dos demais;


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EXERCCIOS CIRCUITO: SRIE, PARALELO, MISTO.

1.0 Defin ir o que vem a ser ci rcui to eltrico srie?R: aquele que oferece somente um caminho a passagem da corrente eltrica.

2.0 Como podem ser a tenso nos receptores do circui to em srie?R: Podem ser di ferentes.

3.0 Como podem ser a tenso nos receptores do circui to em paralelo?R: Podem ter valores iguais.

4.0 Defin ir o que vem a ser ci rcui to eltrico paralelo?R: aquele que oferece mais de um caminho para passagem da corrente eltrica.

5.0 Como a intensidade total da corrente no ci rcui to paralelo?

R: igual a soma das correntes nos receptores.

6.0 O que ocorrer na falta ou interrupo de um receptor no circui to em srie ?R: O circui to no funcionar, porque no teremos corrente circulando.

7.0 O que ocorrer na falta ou in terrupo de um receptor no circui to emparalelo?R O circui to continuar funcionando, porque a corrente percorrer outrocaminho que no esteja interrompido.

8.0 No circui to abaixo, calcular o valor de R1, R2, R3.

V=RI R1=V = 3 V =1, 5 R2= 5V = 2,5 R3= 7 V= 3,5

I 2 A 2 A 2 A

9.0 No circu ito abaixo, calcu lar o valor da corrente total.


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43EXERCCIOS CIRCUITO ELTRICO: SRIE, PARALELO, MISTO.

V = RI I = Vt Re = 24 = 8 It= 16 V = 2 ARe 3 8

10.0 No circu ito abaixo, calcular o valor da corrente total.

Re = 4 + 10 x 30 = 4 + 300 = 4 + 7,5 = 11, 510 + 30 40

It= Vt= 18 V = 1,56 ARt 11,5


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POTNCIA ELTRICA

Qualquer aparelho eltrico caracterizado pela sua potncia, a qual funo datenso em seus bornes e da intensidade da corrente que pr ele passa.

Potncia Eltrica a energia eltrica consumida ou produzida na unidade detempo.

A potncia eltrica tem como unidade o Watt, que representado pela letra W.

A potncia eltrica calculada pela segu in te equao:

P = V. I [W] (I)

P = Potncia [W]V = Tenso [V]I = Corrente [A]

Pr deduo temos que:

V = R. I

Subst itu indo em ( I ) temos:

P = RI . I = RI2[W]

Temos tambm que:

I = VR

Subst itu indo em ( I ) novamente:

P = V . V = V2 [W]R R

Para potncias grandes e muito g randes, usam-se os seguintes mltiplos doWatt:

QUILOWATT (KW) = 1.000 W e o MEGAWATT (MW) = 1.000.00Para potncias pequenas e muito pequenas, usam-se os seguintes submltiplos:

MILWATT (mW) = 0,001 watt


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45MICROWATT (W) = 0,000 001O instrumento empregados nas medidas de potncia eltrica o Wattmetro,que mede ao mesmo tempo a tenso e a corrente, indicando o produto dessesdois fatores. Pr esse moti vo, o wattmetro deve ser simu ltaneamente, ligado em

paralelo( parte que mede a corrente).

EXERCCIO SOBRE : POTNCIA

1.0 A corrente atravs de um resisto r de 100 a ser usado num circui to de 0,20A calcule a potncia do resistor.

R: 4W .

2.0 Quantos qui lowatts de potncia so liberados a um circui to p r um gerador de240 V, que fornece 20 A ao circu ito .

R: 4.800 W .

3.0 A tenso resistor de 25.000 de 500V.Qual a potncia dissipada no resistor ?

R: 10 W .

4.0 Que tenso deve ser aplicada a um aquecedor de 600 W , para que sol ici te umacorrente de 12 A .

R: 50 V .

5.0 Um gerador de corrente contnua apresenta os segu intes dados: 150 KW e 275V.

Qual a sua corrente nominal ?R: 545,45 A .

6.0 Qual a corrente na antena quando um t ransmissor esta entregado a mesmauma po tncia 1000 W ?

A resistncia da antena de 20 .R: 7,07 A

7.0 Qual a corrente mxima que pode passar pr um resistir que apresenta asseguintes caractersticas: 5000 , 200 W.

R: 0,2 A

8.0 Calcu le a corrente exigida pr uma lmpada incandescente de 60 W ligada emuma tenso de 120 V.

R: 0,5 A .


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469.0 Calcu le a potncia eltrica dissipada pr uma lmpada de filamento de 240 .

Ao ser submetida a uma DDP de 120 V .R: 60 V

10.0 Uma companhia residencial tem um resistncia de 8 e precisa de umacorrente de 1,5 A para funcionar .Determinar a tenso e a potncia necessria para que a companhia toque?R: 12 V e 18 W.

11.0 Um ferro eltrico consome uma potncia de 500 W , quando submetido auma tenso de 100 V

Calcu le a resistncia eltrica.R: 20 .

12.0 Um aparelho eltr ico sol icita 5 a de 100 V . Calcular sua resistncia, e a sua

potncia do aparelho.R: 500 W e 20 .


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PILHAS e BATERIADefinio:Bateria a denominao dada a um conjunto de pilhas, ligados entre si,

destinado a fornecer uma fora eletromotriz mais alta ou uma maior quantidadede energia do que uma s pi lha forneceria.Ligam-se as pilhas de do is modos, formando baterias em srie ou paralelo.

Simbologia:

Funcionamento da Pilha:

Uma pilha funciona justamente fazendo com que um de seus plos o negativopossua um excesso de eltrons, enquanto que o outro plo o positivo possuafalta de eltrons.Dessa forma em um circuito eletrnico, a pilha funciona como uma bomba,empurrando eltrons de um lado ( de seu plo negativo) e puxando para outrolado ( o seu plo positivo ), passando antes pelo circu ito que se deseja alimentar.

Quando uma pilha est alimentando um ci rcuito , h um caminho para circulaoda corrente entre o plo positivo e o negativo, criando um fluxo de eltrons que a corrente eltrica.Se o caminho fo r interrompido no h caminho entre o plo positivo e o negativoe com isso , no h corrente eltrica.


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48O tamanho da pilha diz o quanto de corrente eltrica a pilha pode fornecer, ouseja o tempo que a pilha dura, ou seja a autonomia da pilha, outro fator dizrespeito ao material da pilha como pilhas em alcalina, dura mais que as pilhascarvo-zinco (pilhas mais comuns) ou pilha seca.

Existem pi lhas e baterias com varias tenses como ; 1,5V, 3V, 6V, 9V, 12V.A pi lha formada basicamente por dois metais di ferentes, que soimersos em algum tipo de substncia qumica.

As pilhas de acordo com o seu tamanho pode receber a designao de AA, AAA,C, D.

As pilhas comuns no so recarregveis, o quer dizer que uma vez esgotadasdevem ser jogado fora, em local adequado para no contaminarem o meioambiente.

No entanto existem pilhas que so recarregadas so as pilhas de nicard (nquel-cdmio).

Essas pilhas podem ser carregadas fazendo-se circular uma corrente atravsdelas, utilizando para tal um carregador.

Especificao:

Tipo de pilha.Tenso da pilha.Ampers-hora ou AH , ---signifi ca saber por quantas horas a pilha ou bateria podefornecer uma determinada quantidade de energia.


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Ligao em srie na prtica, geralmente necessitamos de tensesmaiores do que a fornecida pr uma nica pilha. Nesse caso, ligamos vriaspi lhas em srie, conforme ilust ra a figura 13.Obs: Na ligao de pilhas em srie a tenso da bateria igual soma das tenses

das pilhas que formam o conjunto, porm, a corrente mxima que se pode obter corrente mxima que pode ser fornecida pr uma nica pilha. Em outraspalavras: na ligao de pilhas em srie as tenses se somam e as correntes nose somam.

Ligao em paralelo desejando-se utilizar uma tenso igual tensodada pr uma nica pilha e uma corrente It superior corrente de uma nicapi lha, as mesmas devero estar em paralelo, confo rme ilustra a figura 14.


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EXERCCIO SOBRE: PILHAS E BATERIAS

1.0 O que Bateria ?R: um con junto de pilhas ou acumuladores, ligados entre si, destinados a

fornecer maior quantidade de energia do que uma s pilha forneceria.

2.0 Quais os modos que se ligam as Baterias?R: Srie ou Paralelo

3.0 Qual o objetivo em ligar as pil has em srie?R: Para se obter uma tenso maior, do que se obteria com uma s pi lha.

4.0 Como se obtm a corrente total de vrias pilhas ligadas em srie?R: o valor da corrente fornecido pr uma das pilhas.

5.0 Como se obtm a tenso total de vrias pi lhas ligadas em srie?R: a soma das tenses de cada pilha.

6.0 Qual o objetivo em ligar as pil has em paralelo?R: Quando se desejar obter o valor da tenso igual de uma pilha e uma corrente

total maior que o valor da pilha.

7.0 Calcu lar o valor da tenso e da corrente no circui to srie das pilhas.

8.0 Calcu lar o valor da tenso e da corrente no circu ito paralelo das pilhas.


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INSTRUMENTOS DE MEDIDA.

INTRODUO.

Na prtica muito bom saber medir corretamente as grandezas associadas a umcircuito eltrico, j que cada uma delas pode Ter seu valor determinado atravsde uma leitura direta no correspondente aparelho medidor.

Assim, um ampermetro mede a in tensidade da corrente elt rica, um voltmetromede a diferena de potencial ( tenso eltrica ou voltagem ), um ohmimetromede a resistncia eltrica , um wattmetro mede a potncia que usada em umcircui to, etc.

1. AMPERMETRO

O ampermetro um aparelho destinado a registrar a intensidade da correnteeltrica que percorre um trecho de circuito .Para fazer medies de intensidade de corrente eltrica., de acordo com osmbolo de medio estampado na escala. Ele pode ser em ampre (A),mil iampre (m A) , microampre (A), e k iloampre (KA).Quando a medio de intensidade feita em miliampre, teremos pMiliampermetro.Caso a medio seja feita em kil oampre, teremos o Kiloampermetro.

Para que sua leitura seja correta, necessrio que:

O ampermetro seja instalado em srie no trecho onde se deseja determinar aintensidade da corrente eltrica.

A resistncia elt rica do ampermetro seja prat icamente desprezvel, a fim de

no in fluir na resistncia eltrica do trecho.


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52OBSERVAES:

maior intensidade de corrente que um aparelho medidor pode registrar

denominada fundo de escala desse aparelho. Assim , pr exemplo um

ampermetro que tenha fundo de escala de 100 A pode registrar intensidade de

correntes eltrica de at 100 A.

Ampermetro ideal aquele que possui resistncia elt rica interna desprezvel ,

em comparao com as resistncias eltricas dos elementos do circuito no qual

ele se encontra inserido.

AMPERMETRO IDEAL R=0

3.0 VOLTMETROO vol tmetro um aparelho destinado a registrar a di ferena de potencial entre os

terminais de um trecho de circui to eltrico.


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53Para que sua leitura seja correta, necessrio que:

O voltmetro seja instalado em paralelo com o trecho onde se deseja determin

diferena de potencial.

A resistncia elt rica do vo ltmetro seja prat icamente in finita, a fim de no decorrente eltrica do trecho em estudo e , conseqentemente, no alterar a correspond

DDP.

OBSERVAES:

Voltmetro ideal aquele que possui resistncia eltrica interna to elevada (resist

infini ta) que pr ele no passa praticamente qualquer corrente eltrica. Assim.

VOLTMETRO ideal resistncia in finita.

4.0 OHMMETRO. ohmmetro um aparelho que permite medir a resistncia eltrica de um

elemento ou de um circuito, indicando o valor da referida resistncia eltrica

numa escala calibrada em ohms. tambm usado no teste de cont inuidade, no

valor de resistncias ou de fugas de circuitos ou de componentes defeituosos.


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54 OPERAO DO OHMMETRO.

Unem-se os bornes A-B (pontas de prova do ohmimetro) fechando o circuito , e

gira-se o bo to de ajustes de ohms at que o ponteiro indique o fim da escala (zero

ohms), visto que nestas condies a resistncia entre as pontas de prova A-B aosterminais nula.

Encostando agora as pontas de prova A-B aos terminais de uma resistncia a

medir, o instrumento indicar a passagem de uma corrente determinada, que

corresponde ao valor hmico dessa resistncia e indicado na escala de ohms.

Para calibrar a escala de ohms de leitura direta, encostam-se as pon tas de prova e

ajusta-se o potencimetro R1a deflexo mxima. Deste modo, a resistncia igual

a zero ohms. Dizemos zero, porque, neste caso, entre os pontos A e B no hresistncia interposta, mas sim um contato eltrico d ireto.

5.0 WATTMETRO.

Este aparelho possibilita a medio do nmero de watts ou a energia absorvida pr

um circui to. Para medir a energia , os enrolamentos esto insolados entre si; um

deles trabalha com uma bobina de tenso e outro t rabalha com uma bobina de

corrente.

A bobina de corrente, est em srie com o ci rcu ito ( amperimtrico) a bobina de

tenso pr sua vez em paralelo com o ci rcuito como se fosse um vol tmetro.

Um bom exemplo de wattmetro o medidor de quil owatt-hora, tambm conhecido

como relgio, usados em todas residncias, lo jas e indstr ia (ver fig . 8.3).

6.0 Multmetro

O mul tmetro ou mu ltiteste ou VOM sempre foi um aparelho tpico do reparador detelevisores, ou seja, do tcnico eletrnico.


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55No entanto, a queda constante do preo deste tipo de instrumento e a entrada nomercado de tipos populares indicados para os mais diversos trabalhos, tornaram-no tambm indispensvel para o eletrici sta, mesmo o amador.Com a possib ilidade de medir e testar instalaes eltricas, componentes e

aparelhos eletrodomsticos, o multmetro de grande importncia para todos osque desejam fazer trabalhos eltricos.

a fig. 223 temos um exemplo de multmetro de baixo custo, indicado para uso deeletricista.

Este o tipo de aparelho que recomendamos aos nossos leitores e queensinaremos como usar neste captulo. Conforme podemos ver, este multmetrocontm um indicador com um ponteiro que corre em diversas escalas.Estas escalas cor respondem s grandezas eltricas que o mul tmetro pode medir eque so:

a) resistnciasb) tenses con tnuasc) tenses alternadasd) correntes

Alguns t ipos sofist icados podem medi r outras grandezas como, pr exemplo , fazero teste de continuidade, teste de transistores, medir capacitncias, indutncias,freqncias, etc.Evidentemente, quanto mais coisas o multmetro puder medir, maior ser o seucusto, e mais preparo do usurio exigido para explorar todos os seus recursos.

Vejamos como o mu ltmetro mede cada uma dessas grandezas e onde ele pode sertil para o eletricista:


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7.0 ALICATE AMPERMETRO.

O ampermetro-alicate, alm de medir a intensidade de corrente eltrica, mede

outras grandezas e tem tambm mlt ip la escala. A sua ligao diferencia dosoutros instrumentos apresentados, pois a sua garra deve envolver um condutorenergizado.

EXERCCIO SOBRE: INSTRUMENTOS DE MEDIDA

1.0 Defini r o que vem a ser o aparelho MULTIMETRO ou MULTITESTER?R: o aparelho que mede tenso, corrente e resistncia.

2.0 Qual o outro nome dado ao mult metro?

R: VOM, que significa (Vol tmetro, ohmmetro e miliampermetro).3.0 Qual o nome do aparelho usado para medir corrente eltrica?R: AMPERIMETRO.

4.0 A maior i ntensidade de corrente que um ampermetro pode medir chamada de?R: Fundo de escada do ampermetro.

5.0 O que o ampermetro ideal?R: aquele que possui resistncia interna desprezvel (igual a zero).

6.0 Como deve ser ligado o ampermetro no circu ito a ser medido?R:O ampermetro deve ser instalado em srie no trecho a ser medido.

7.0 Qual o nome do aparelho usado para medir tenso eltrica ?R: VOLTIMETRO.

8.0 Como deve ser ligado o vol tmetro no ci rcui to a ser medido ?R: O voltmetro deve ser instalado em paralelo no trecho a ser medido.


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579.0 A maior i ntensidade de tenso que um vol tmetro pode medir chamada de ?R: Fundo de escalada do volt metro.

10.0 O que o voltmetro ideal ?

R: aquele que possui resistncia interna infinita.11.0 Qual o nome do aparelho usado para medir a resistncia eltrica ?R: OHMIMETRO.

12.0 Qual o nome usado para medir potncia eltrica ?R: WATIMETRO.

13.0 Para que serve a resistncia chamada de SHUNT instalada em paralelo nosampermetros ?

R: para proteg-lo de uma resistncia a ser medida acima de sua capacidade.Para

que serve o dispositivo chamada PONTE DE WHEASTSTONE ?R: Permitedeterminar o valor de uma resistncia eltrica desconhecida (RX), de um dadoresistor a partir de trs resistores de resistncia eltrica conhecidas

PONTE RESISTIVA ( PONTE DE WHEASTSTONE).

A ponte de Wheatstone pode ser usada para medir uma resistncia desconhecidaRx.

A chave S2 aplica a tenso da bateria aos quatro resistores da ponte. Para

equilibrar a ponte, o valor de R3 varivel. O equilbrio ou balanceamento ind icado pelo valor zero l ido no galvanmetro G quando a chave S1estiver fechada.

Quando a ponte equilibrada, os pontos b e c devem estar ao mesmo potencial.

Portanto :

IxRx= I1R1 (1 )

IxRx= I1R2 (2)


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58Divido as equaes 1 e 2. Observe que Ixe I1se simplificam.

IxRx= I1R1 Rx= R1

IxR3 I1R2 R3 R2

Resolvendo para Rx;Rx= R1.R3

R2

EXERCCIOS SOBRE : PONTE RESISITIVA.

1) Precisa-se medir o valor de uma resistncia desconhecida atravs de uma ponte

resistiva. Se a razo R1/R2 for 1/100 e R3 for 352 ohms quando a ponte est em

equil brio. Determinar o valor da resistncia desconhecida.

Soluo;Rx= R1 .R3 = 1. 352 = 3,52

R2 100

2) No circuito da Ponte de Wheatstone ou Ponte Resistiva a PONTE est em

equilbrio.

Calcu le RX, IX, I1 e cada tenso.

1 PASSO ; Calculo de Rx.

Rx= R1 x R3= 1000 x 42 = 4,2 .

R2 10.000

2 Passo ; calculo de Ixe I1, atravs da queda de tenso dos terminais a, b.Ix.Rx+ Ix.R3 = Vt 4,2 Ix+ 42 Ix= 11 Vt 46,2Ix= 11

Ix= 11 = 0,238 A

46,2

I1.R1+ I1.R2= Vt I11.000 + I1.10.000 = Vt 11.00 l1= 11 Vt


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59Vt= 11 = 0,001 A

11.000

3 PASSO ; calculo de cada tenso.

Vx= IX.Rx= 0,237 x 4,2 = 1 V V1= I1.R1= 0,001 x 1000 = 1VV3=Ix.Rx = 0,237 x 42 = 10 V V2= I1. R2= 0,001 x 10.000 = 10 V

LEI DE KIRCHHOFF PARA TENSO.

Definio: A tenso aplicada a um ci rcui to fechado igual soma dasquedas de tenso nesse circuito.

Tenso aplicada = soma das quedas de tenso.

Va= V1+V2+V3+ . . .

Onde:

Va= Tenso aplicada.

_V1, V2, V3, so as quedas de tenso._Os ndices alfabt icos indicam as fontes de tenso.

_ Os ndices numricos indicam as quedas de tenso.

_ Adotar um sentido para a corrente part indo do terminal negat ivo da fonte, no

sentido posi tivo da fonte, percorrendo todo o circu ito.

__ Adotando a regra;

(+) para fon te de tenso, (-) para queda de tenso .

Observao.Aps polarizar o ci rcuito, adotar o sinal de sada em cada elemento (+ ou -) nas

quedas de tenso.


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EXERCCIOS SOBRE: LEI DE KIRCHHOFF PARA TENSO.

Determine a tenso Vb no ci rcuito abaixo .

2) Determine a tenso desconhecida Vbno circu ito abaixo .


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LEI DE KIRCHHOFF PARA CORRENTE.

Definio:A soma de todas as correntes que entram numa juno igual a soma dascorrentes que saem da juno.

Vale lembrar qu:Considere as correntes que entram no n ( + ), as que saem do n negativa ( - ).

A soma algbrica de todas as correntes que se encontram em n igual a ZERO.

I1+ I2+ I3= 0

Exerccio sobre: Lei de Kirchhoff para Corrente.

1.0 Escrever a equao para a corrente I1na figura abaixo.

A soma das correntes que ent ram em um n igual as correntes que saem do n.I1= 12+ I3

Escrever a equao para a corrente I1na figura abaixo.A soma das correntes que entram em um n igual as correntes saem do n.


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I1= I2+ I3+I4

3.0 Calcu le a corrente desconhecida na figura.

I1+ I3= I2I1 +3

A = 7 AI1= 7 A - 3 A

I1= 4 A

4 - Calcu le a corrente desconhecida na figu ra.

I1+I2+I3=I4

2A+3A+I3=4AI3=4

A - 2 A 3 AI3= 4 A 5 A I3= - 1 A


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635 Calcu le as quantidades desconhecidas:

Calcu lo das correntes no n A: Clcu lo das no n B;I1+2 A = 20 A 10 A + I4= I1

I1= 20 A 2 A 10 A + I4= 18 AI1 = 18 A I4=18 A - 10 A I4=8 A

LEI DOS NS.

Procedimento:

1 Um n uma conexo comum a dois ou mais componentes.

2 Um n principal possui 03 conexes ou mais.3 A cada n se associa uma letra ou um nmero.4 Uma tenso de n a tenso de um dado n com relao a um determinado nchamado de n de referncia.5 Escolha o n G ligado ao terra do chassi como o n de referncia.6 Escreve-se as equaes dos ns para as correntes de modo a satisfazer a lei deKirchhoff para a corrente.

EXEMPLO:1 Passo:

Adote um sentido para as correntes.Identif ique os ns A, B.C,N,G.Identif ique a polaridade da tenso atravs de cada resistor de acordo com o sentidoconsiderado para a corrente.

2 Passo:Aplique a LKC ao n principal e resolva as equaes para obter Vn.


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64I1+ I2 = I3 I

Ap licando a LEI DE OHM.I1= Va-Vn I2= Vb Vn I3= Vn

R1 R3 R2Subst itu indo as expresses acima em I teremos:

VaVn + Vb +Vn VnR1 R3 R2

58 Vn + 10 Vn = Vn calculando o MMC entre 4,3,2, teremos 12.4 2 3

3x58 3xVn+ 6x10 Vnx6 = 4 Vn174 3 Vn+ 60 - 6Vn= 4 Vn

-3 Vn 4Vn 6 Vn= - 60 174-13Vn = - 234Vn= 234 = 18 V

13Substituindo o valor de Vnem II teremos:I1=Va- Vn= 58 - 18 = 40 = 10 A

R1 4 4

I2= Vb-Vn = 10 18 = -8 = - 4AR3 2 2

I3= Vn= 18 = 6 A Prova: I1+ I2 - I3 =0R2 3 I1+ I2= I3

+10 4 = 6+ 6 = +6

LEI DAS MALHAS

Malha: qualquer percurso fechado de um circu ito que contenha ou no fonte de

tenso.

Procedimento:1 Escolher os percursos que formaro as malhas.2 Cada malha com sua respectiva corrente.3 As correntes de malha so indicadas no sentido horrio.4 A seguir apl ica-se a Lei d Kirchhoff para tenso ao longo de cada malha.


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5 As equaes resultantes nos daro as correntes de cada malha

Exemplo:

Percurso fechado: abcda malha 1Percurso fechado: adefa malha 2Obs; corrente no sentido horrio.

1 Passo:Indicar a polaridade da tenso atravs de cada resisto r de acordo com o sentidoadotado para a corrente. O fluxo convencional de corrente num resistor p roduz uma polaridade positiva

onde a corrente entra.2 Passo:

Aplique a Lei de Kirchhoff para a tenso (somatria de todas tenses so zero) aolongo de cada malha no sentido da corrente de malha.

Quando houver 02 correntes di ferentes (I1, I2) fluindo em sentidos opostos atravsdo mesmo resistor (R2) que comum a ambas as malhas, devem aparecer 02conjuntos de polaridade para este resistor (R2)

Malha abcda: 1V

a I

1R

1 I

1R

2+ I

2R

2=0

Va I1(R1+ R2) + R2I2=0Va= I1 (R1+ R2) R2I2

Malha adefa: 2I2R2 I2R3Vb+I1R2=0-I2 (R2 + R3) Vb +I1R2=0


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66-Vb = I2 (R2+R3) I2R2

3 Passo:Clcu lo de I1e I2resolvendo o sistema abaixo:

Va= I1 (R1+ R2) I2R2Vb= -I2(R2 + R3) + I1R2

Exemplo 2:Calcu le o valor das correntes I1e I2.

1 Passo:Aplicar a somatria das tenses igual a zero na malha1 e malha2 percorrendo amalha no sentido da corrente de malha (sentido horrio).

Malha1:Va- I1R1 I1R2+I2R2=058 - I1x4 I3x3 + I2x3 =058 7 I1+ 3I2= 058 = 7 I1 3I2

Malha 2:

-I2R2 I2R3 Vb+ I1R2= 0-I2x3 I2x2 10 V + I1x3 =0-3 I22 I2+3 I1= 10 V

-5 I2+ 3 I1= 10 VResolvendo o sistema:58= 7 I1 3 I2 X510= 3 I1 5 I2 X3

290 = 35 I1- 15 I230 = 09 I1- 15 I2 X-1

290= 35 I1 15 I2-30= -09 I1+ 15I2

260 = 26 I1I1= 260 = 10 A

26

Subst itu indo 10A em 10=3I1 5 I2para achar I2teremos:


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6710 = 3 X 10 5 I210= 30 5 I210 30 = - 5 I2-20 = - 5 I2

20= 5I2I2= 20 = 4 A5

Exemplo 3:Calcu le as correntes I1e I2, usando o mtodo das correntes de malha.

Malha 1 Malha 2

22- I1x1 20 = 0 20 4 x I2= 022 I1 20 =0 -4 I2= - 202 = I

1 I

2= - 20 = 5 A

I1= 2 A -4

TENSO CONTNUA.

A tenso eltrica, que o fluxo de eltrons se deslocando de um local para outro,s existe quando h diferena de potencial entre dois pon tos, isto quando umponto est com excesso de eltrons e o outro est com falta de eltrons. Adiferena de potencial ou a fora que move os eltrons de um ponto ao outro chamado de tenso eltrica.

A tenso fo rnecida por meio de produtos qumicos como por exemplo uma pilha chamada de tenso contnua .Esse nome vem do fato de que a pilha fornece sempre a mesma tenso, de maneirafixa ( claro que essa tenso vai abaixando medida que a pi lha vai ficando fraca ).O grfico da figura abaixo, mostra o comportamento de uma pilha de 1,5 V ao longodo tempo.


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68Qualquer circu ito capaz de fornecer tenso eltrica chamado fonte de tenso oufon te de alimentao. Uma pi lha , portanto uma fonte de tenso contnua.Vale lembrar que se a fonte de tenso con tinua a corrente tambm contnua.

Simbologia:

TENSO ALTERNADA.

Quando a corrente sai ora pr um, ora pr outro borne. Na fonte geradora, circulaora em um, ora em outro sentido, no circuito a fon te geradora de correntealternada chama-se alternador .

Se representssemos, num grfico, os valores da corrente num eixo vertical e otempo horizontal, obteramos uma curva, como a da fig.1, para a representao davariao daCorrente alternada.


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69Vemos ai que, no instante inicial, a corrente tem valor nulo, crescendo at umvalor mximo, caindo novamente a zero ; nesse instante, a corrente muda de sentidoporm seus valores so os mesmos da primeira parte. O mesmo acontece com atenso.

A essa variao completa, em ambos os sentidos, sofr ida pela corrente alternada,d-se o nome de ciclo. O nmero de ciclos descritos pela corrente alternada, naunidade de tempo, chama-se freqncia. Sua unidade o Hertz. medida eminstrumentos chamados frequencmetros.

Durante um ciclo, a corrente e a tenso tomam valores diferentes de instante ainstante: esses so d itos valores momentneos ou instantneos, dentre os quaiscumpre destacar o valor mximo (I mx.).Entretanto, na prtica, no o valor mximo o empregado, e sim o valor eficaz. Prexemplo, um moto r absorve uma corrente de 5A, que o valor eficaz. Define-secomo valor eficaz de uma corrente alternada o valor de uma corrente cont nua queproduzisse a mesma quantidade de calor na mesma resist ncia.

Esse valor expresso pr: Ief = 2 I max = 0,707 Imax2

Por analogia, para a tenso, temos: Eef = 2 Emax = 0.707max2

Tanto o volt metro como ampermetro para corrente alternada medem valoreseficazes.

Vale lembrar que se a fonte de corrente for alternada a corrente ser alternada, demesmo modo se a fon te de corrente for con tnua a corrente ser contnua.

PMPO Potncia Mxima do Pico de Operao.

RMS a abreviatura de Root Mean Square, que podemos traduzir, Raiz MdiaQuadrtica, que tem como defin io:


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o valor de tenso AC (corrente alternada) eficaz que corresponde auma tenso DC (corrente direta) de mesma potncia dissipada em umamesma carga.

MATERIAIS ELTRICOS.

MATERIAS DE SECCIONAMENTO DE CIRCUTO.So d ispositivos cu ja funo seccionar um circu ito, ou seja corta-lo, com afinalidade de separar um trecho para manuteno, desenergizar um aparelho oucortar a energia de alimentao de um trecho em condio de curto-circuito.

CHAVES SEPARADORAS.So as dimensionada para interromper apenas pequenas correntes (devem serabertas com o circuito desenergizado), apesar de poderem conduzir a corrente

nominal para a qual foram fabricadas.

DISJUNTORES.So disposi tivos de seccionamento com capacidade para interromper no


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71apenas corrente nominal mais tambm corrente muito superior, em condies

de falta (curto-circuito).So ut ilizados em baixa tenso ou alta tenso com abertura em ar ou leo.

Os d isjuntores termomagnticos de baixa tenso so os mais u tilizados atualmenteem quadros de distribuio, em lugar de chaves de faca com fusveis. Taisdisjuntores cumprem trs funes bem distintas: Abri r e fechar os circuitos. Proteger a fiao ou os aparelhos contra sobrecarga, atravs de dispositivo

trmico. Proteger a fiao contra curto-circuito, atravs de disposi tivo magntico.

CHAVE SECCIONADORA.As chaves seccionadoras devem s er robustas com contatos que devem permiti r a

passagem de altas cor rentes sem sofr er aquecimento.Encontramos este tipo de chaves nas subestaes de A T que em sua maioria sode acionamento automtico.Nas linhas de distribuio existem chaves seccionadoras de acionamento manual.


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72CONTATORES.Os contatores, tambm chamados de ou telerruptores, so chaves magnticas quepermitem o comando de um circui to distncia, ligando ou desligando um ci rcuitosob carga.

Podem ser acompanhados de rels de pro teo contra sobrecarga, vindo ento aconsti tuir um disjuntor. Possuem contatos auxiliares para comando, sinalizao eoutras funes.

CHAVE FIM DE CURSO.Um equipamento eletro-mecnico automtico que util iza uma ferramenta que deverepetir a operao no local onde desejamos que a operao seja interrompida, atuauma chave que desliga o equipamento ou inverte a operao.Por esta chave estar localizada exatamente no ponto de inverso da operao ouparada, chamada de chave fim de curso.

FUSVEIS. composto de um corpo de material iso lante dentro do qual encontra-se oelemento de fuso (ou seja o elo de fuso) que tem a funo de interromper ocircui to em condies anormais.Pode ser do tipo: rolha, cartucho,faca, diazed, NH.

Especificao do fusvel:a) Tenso nominal, o valor da tenso mxima onde o fusvel ser empregado.b) Corrente nominal, o valor da corrente ao qual o fusvel no deve apresentar

aquecimento excessivo .c) Corrente de curto-circuito, a corrente mxima que pode circular no circu ito,

e que deve ser desligada instantaneamente.d) Resistncia de contato,depende do material e da presso exercida. A

resistncia de contato entre a base e o fusvel a responsvel por eventualaquecimento, devido resistncia oferecida na passagem da corrente.

Classificao dos fusveis:Fusvel rpido e retardado.a)Fusvel rpido empregado onde o circu ito no ocorre variao considervel decorrente entre a fase partida e o regime normal de funcionamento . Ex. lmpadas.b)Fusvel retardado utilizado em circui to onde ocorre variao de correnteconsidervel. Ex. partida de motores.


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FUSVEL TIPO ROLHA.So fabricados desde 6 a 30 Ampres. Atualmente vem sendo desativado, devido asua substituio por disjun tores.

FUSVEL CARTUCHO.So de dois tipos: cartucho tipo virola e cartucho tipo faca.Cartucho t ipo virola so fabri cados desde 10 a 60 Ampres .Cartucho tipo faca so fabricados desde 80 a 600 Ampres .

FUSVEL DIAZED.Os fusveis limitadores de corrente diazed devem ser util izados preferencialmentena proteo dos condutores de redes de energia eltrica e circui to de comando.So fusveis retardados e apresentam elevada capacidade de ruptu ra.Corrente nominal varia de 2 a 63 A e corrente de curto-circu ito de at 70.000 A.Podemos ter dois tipos de fusvel diazed:Diazed tipo rpido: o elemento fusvel funde rapidamente com a passagem da

corrente de curto-circui to.Diazed tipo retardado: possui um tempo de fuso em funo da corrente de curto-circui to, maior do que o diazed rpido.

FUSVEL NH.So l imi tadores de corrente, renem as caractersticas de fusvel retardado, paracorrente de sobrecarga, e de fusvel rpido para corrente de curto-circuito.


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74Protegem os circu itos contra curto -circuito e tambm contra sobrecargas decurta durao, como acontece na partida de motores de induo.Fabricam-se fusveis de 6 at 1000 A .No devem ser retirados ou colocados, com a linha em carga.

Para remover o fusvel do circui to, existe uma ferramenta chamada punho.

ISOLADORES.Nas li nhas abertas, nas quais os condutores no so contidos em eletrodu tos,calhas,ou canaletas, h necessidade de fixa-los s estruturas por iso ladores. Estesso de variados tipos e tamanhos, a fim de melhor cumprirem sua finalidade;apoiarem e fixarem os condutores s estruturas e iso la-los eletricamente dasmesmas.

Tipos de isoladores:ISOLADORES DE CARRETEIS.So isoladores de porcelana para uso ao tempo ou abrigado em instalao de baixatenso As armaes verticais possibi litam as fixaes em parede ou poste.

ISOLADORES DE PINO.So usados para ampla faixa de tenses de servio, para uso ao tempo ouabrigado. So usados em linhas areas fixadas a postes ou torres metlicas.

ISOLADORES DE CADEIA.Em linhas de transmisso, nas quais a tenso mui ta elevada, usam-se pencas deisoladores de suspenso que podem ter vrios metros e ser constru das de mais dedez iso ladores. Esses isoladores so de porcelana ou de vidro temperado e podemser associados em srie, formando as pencas.


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TRANSFORMADORES.Aplicao:

Quando se torna necessrio modificar os valores da tenso e da corrente de umaFEM ou rede de energia eltrica, usamos um transfo rmador.

Smbolo Geral, norma ANSI, IEC e ABNT.

Definio:

O transformador um aparelho esttico, constitudo essencialmente de dois

enrolamentos isolados entre si, montados em torno de um ncleo de chapas deferro.

O enrolamento que se liga rede ou fonte de energia chamado primrio; o outro,

no qual apaream os valores da tenso e da corrente modificados, chamado

secundrio.

Funcionamento dos transformadores:As variaes da corrente alternada apl icada ao primrio produzem um fluxomagntico varivel, que induz no enro lamento secundrio uma FEM que serproporcional ao nmero de espiras do primrio (Np) e do secundrio (Ns). Essa

proporo chamada RELAO DE TRANSFORMAO. A tenso, a corrente e as

espiras entre o primrio e o secundrio de um transformador so determinadas

pelas seguintes igualdades:

EP = IS = NP

ES IP NS


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76Ep tenso no primrio Ip corrente no primrio

Es tenso no secundrio Is corrente no secundrio

Np nmero de espiras no primrio Ns nmero de espiras no secundrio

Um transformador no gera energia eltrica. Ele simplesmente transfere energia de

um enrolamento para outro, pr induo magntica. As perdas verificadas nessa

transferncia so relativamente baixas, principalmente nos grandes

transformadores.

A percentagem de rendimento de um transfo rmador determinada pela seguin te

equao:

Pws x 100____________

Pwp

Quando desejamos comprovar a boa qualidade de um transformador, devemossubmet-lo a vrios ensaios. Neste captulo trataremos apenas dos ensaios deFUNCIONAMENTO A VAZIO (sem carga) e em curto-circuito de FUNCIONAMENTO COMCARGA TOTAL (plena carga).

No ensaio de funcionamento a vazio, o primrio do transformador ligado a umafonte com tenso e freqncia indicadas pelo fabricante. Um vol tmetro ligado ao

primrio e outro ao secundrio. As indicaes desses instrumentos nos daro arazo do nmero de espiras entre o primrio e o secundrio. Um ampermetroligado ao primrio indicar a corrente a vazio (fig.2).

Como a perda IR (perda no cobre ou perda de joule), com o transformador sem

carga, menor que 1/400 da perda com carga total, consideramos irrelevante essaperda. A corrente indicada no ampermetro representa a perda no ncleo e normalmente inferior a 5% da corrente com carga total, quando o ncleo de boaqualidade. A perda no ncleo tambm chamada PERDA NO FERRO.

O ensaio do transfo rmador com carga total feito da seguin te maneira (fig.3).


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Liga-se um ampermetro em curto-circuito ao secundrio e alimenta-se o primriocom uma fonte, usando-se um reostato ou um varivolt, e um voltmetro, queindicar a tenso aplicada ao primrio. Opera-se o reostato ou o varivolt, at que oampermetro i ndique a corrente de carga total.

J vimos a grande importncia dos transformadores no transporte de energiaeltrica a grande distncia. Entretanto os transformadores tm larga aplicao emoutros campos de eletricidade e da eletrnica.

ESPECIFICAO DO TRANSFORMADOR.

1 Tipo de transformador: monofsico, bifsico, trifsico.2 Tenso Nominal: primrio e no secundrio. Exemplo 110V,220V,

380V, 440V, 13.800 V, 88.000 V, 138.000 V.3 Potncia Nominal : 2 KVA, 112,5 KVA,150 KVA, 225 KVA, 500 KVA.4 Corrente Nominal: A, KA.5 Freqncia Nominal: 50 Hz, 60 Hz, etc.

6 Refrigerao: leo mineral, ou a seco.

POTNCIA DO TRANSFORMADOR

TRANSFORMADOR MONOFSICO P = VI ( VA )TRANSFORMADOR TRIFFSICO P = 1,732VI ( VA )

TRANSFORMADOR TRIFSICODefinio:Transformador tr ifsico um grupo de transformadores monofsicos com oncleo comum.O uso de um transformador trifsico em lugar de 03 monofsicos tem vantagens edesvantagens, que devem ser consideradas no p rojeto da sua aplicao.O transformador tri fsico tem as vantagens de ocupar menos espao e de ser suaconstruo mais econmica; no entanto, para tenses muito altas, a sua


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78construo oferece maiores problemas de isolamento, em comparao com a domonofsico.

Um grupo de 3 transformadores monofsicos tem a vantagem de, no caso de umapresentar avaria, os outros poderem funcionar em regime de emergncia,fornecendo uma potncia reduzida, alm de se tornar mais econmica a suasubstituio, pois em vez de se substituir toda a unidade, como no caso de umtrifsico, substitui -se apenas o t ransformador que estiver defeituoso.

TIPOS DE TRANSFORMADORES:

Transformadores Abaixadores: a tenso do primrio maior que a dosecundrio.Ex : 13.800 V 220/127 V , 127 V 12 V.

Transformadores Elevadores: a tenso do secundrio maior que a tensoprimria.Ex : 13.800 V 138.000 V, 12, 200V 30.000V ( fl yback)

Transformadores Isoladores: a tenso do primrio igual ad o secundrio.Tem a funo de isolar o circuito pr imrio do circu ito secundrio.Ex : 60 V 60 V.

EXERCCIOS SOBRE: TRANSFORMADOR

1.0 Quando usamos um transformador ?R: Quando desejamos modi ficar o valor da tenso e da corrente de uma rede de

energia.


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792.0 Como constitu do um transformador ?R: um equipamento esttico constitudo de 02 enrolamentos isolados entre si,

montados em torno de um ncleo de chapas de ferro.

3.0 Qual o nome do enrolamento que ligado a rede de energia ?R Primrio.

4.0 Qual o nome do enrolamento que aparece a tenso e a corr ente modi ficados ?R Secundrio.

5.0 Qual a expresso que nos fornece as relao entre a tenso, corrente espiras?R Ep = Is = N1

Es Ip N2

6.0 Quais so os ensaios para verif icar a qualidade do transfo rmador ?

R Ensaio, a vazio e ensaio em curto circui to.

7.0 Calcu lar o nmero de espiras do enrolamento secundrio de um transformadorsendo fornecido o seguinte:

N1 = 4.800 espiras, N2 = ? V1 = 2.300, V2 = 230 V.

R N1 =VI V1= N1 x V2 N2= 488 X 230 N2 = 480 espirasN2 V2 V1 2.300

8.0 Calcular o valor da tenso no primrio de um transformador sendo fo rnecido:N1 = 1.500 espiras , N2 = 30 espiras V2 = 220 V V1 = ?

R N1 = V1 V1 = N1 x V2 V1 = 1.500 x 220 V1 = 11.000 VN2 V2 N2 30


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MOTORES ELTRICOS.Definio:Motoresso mquinas que convertem energia eltrica em energia mecnica.

Smbolo Geral, norma ANSI, IEC:

Os motorespodem ser classificados em dois tipos:

1) Motores de Corrente Contnua, sendo ainda subdivid ido em: motor Srie, Shunt)e Compound (srie + paralelo).

Smbolo Geral Motor CC norma ANSI, IEC:

Motor srie: as bobinas de campo ficam em srie com o enro lamento da armadura.

Motor Shunt: as bobinas de campo ficam em paralelo com o enrolamento daarmadura.Motor Compound: uma composio do motor srie com o motor shunt.

Os Motores de Corrente Contnua so aplicados em instalaes especiais tais comometr, trem, n ibus, etc.

2) Motores de Corrente Alternada:Smbolo Geral Motor CA norma ANSI, IEC:

Motores de Corrente Alternada podem ser:

Sncronos: aqueles que acompanham a velocidade ou freqncia.Assncronos: no acompanham nenhuma freqncia e operam pr i nduo.


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81Os Motores de Corrente Alternada so amplamente utilizados na indstria epodem ser encontrados em diversas potncias, formatos e aplicaes.

Devido o nosso curso ser votado mais para indstria, daremos mais nfase no estudo

dos motores de induo ou assncronos.

MOTORES DE INDUO OU ASSCRONOS.

Introduo.O motor de induo o tipo de motor ca mais usado por ser sua construosimples e de boas caractersticas de funcionamento.

Funcionamento.O motor de induo consiste de duas partes: o estator (parte esttica) e o ro tor(parte rotativa). O estator se encontra ligado fonte de alimentao ca. O rotor nose est ligado eletricamente alimentao.O tipo de motor mais importante de induo motor trifsico. Os motorestrifsicos possuem trs enrolamentos e fornecem uma sada entre os vrios paresde enrolamentos.

Quando o enrolamento do estator energizado atravs de uma alimentaotrifsica, cria-se um campo magntico rotativo. medida que o campo varre oscondutores do roto r, induzido uma fem nesses condutores ocasionando oaparecimento de um fluxo de corrente nos condutores.Os condutores do ro tor transportando corrente no campo do estator possuem umtorque exercido sobre eles que fazem o rotor girar.

Classificao dos motores de induo:Motor de gaiola.Motor de rotor bobinado.

1) Motor de Gaiola.O ncleo do estator um pacote de lminas ou folhas de ao provido de ranhuras.Os enrolamentos so dispostos nas ranhuras do estator para formar os trsconjuntos separados de plos.O rotor de um motor de gaiola tem um ncleo de


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82lminas de ao com os condutores dispostos paralelamente ao eixo eentranhados nas fendas em volta do permetro do ncleo. Os condutores do rotorno so isolados do ncleo.

Em cada terminal do ro tor, os condutores do rotor so todos curto-circuitados,

atravs de anis terminais contnuos.Se as laminaes no estivessem presentes, os condutores do rotor e os seusterminais se pareceriam com uma gaiola giratria.

2) Motor de Rotor Bobinado ou Enrolado.O rotor de um motor com roto r bobinado envolvido por um enrolamento isoladosemelhante ao enrolamento do estator.

Os enrolamentos de fase do roto r so trazidos para o exterior aos trs aniscoletores montados no eixo do motorO enrolamento do rotor no est ligado a fonte de alimentao.


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83Os anis coletores e as escovas constituem uma forma de se ligar um reostatoexterno ao circui to do ro tor.

A f inalidade do reostato controlar a corrente e a velocidade do motor.

Velocidade.A velocidade do campo magntico ro tativo chamado de velocidade sncrona domotor sendo que:

NS= 120F NS= velocidade de rotao do campo magntico ro tativo (rpm).P F= freqncia da corrente do rotor (Hz)

P= nmero to tal de plos do motor.

Um motor de induo no pode funcionar com a velocidade de sincronismo, poisnesse caso o rotor estaria estacionrio com relao ao campo rotativo e no seriainduzida nenhuma fem no rotor.

A velocidade do ro tor deve ser l igeiramente menor do que a velocidade desincronismo, a fim de que seja induzida uma corrente no ro tor para permitir arotao do rotor.

Escorregamento.A d iferena entre a velocidade do ro to r e a velocidade de sincronismo chamadade escorregamento e expressa como uma porcentagem da velocidade desincronismo.

S = (NSS NR) x100 onde: NS = velocidade do campo ou sincronismo (rpm)NS NR = velocidade do rotor (rpm)

S = escorregamento (%)

Freqncia do rotor.Para qualquer valor de escorregamento, a freqncia do ro tor igual freqnciado estator vezes a porcentagem de escorregamento onde:

FR = Sfs FR = freqncia do rotor em Hz.S = escorregamento percentual,escri to na forma decimal.fs = freqncia do estator em Hz.

POTNCIA;Monofsico: P = VI COS

Trifsico: P = 3 VICOSFATOR DE POTNCIA: a relao entre a potncia ativa e a potncia aparente.


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Potncia aparente: a potncia fornecidaS= VI (VA)Potncia reativa: a potncia produzida devido reatncia do ci rcui to.Q=VIsen(VAR)Potncia ativa: a potncia disponvel para trabalho.P= VI cos(W)PARTIDA DO MOTOR:Um motor de grande potncia no consegue partir szinho devido o con jugado departida da ser necessrio equipamentos auxili ares de partida dentre estesdestacamos:Chave estrela / triangu lo.

Auto transfo rmador.

VARIAO DE VELOCIDADE:Atualmente usa-se o CLP.

INVERSO DO SENTIDO DE ROTAO:No caso de motor tri fsico fixamos uma fase a R, por exemplo, e invertemos afase S com a fase T.

PROTEO:O circuito de comando e proteo do motor dever ser consti tudo por:Fusvel, Contator, rel trmico.

ESPECIFICAO DO MOTORTipo de Motor: monofsico, bifsico, trifsico.Tenso Nominal: Exemplo Residencial 110V,220V. Industrial 380V, 440V, 13.800 V,88.000 V, 138.000 V.Potncia Nominal : 1 HP, 20 CV, 15 KWCorrente Nominal: A, KA.


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85Freqncia Nominal: 50 Hz, 60 Hz, etc.Tipo de isolamento.Grau de proteo.

OBS:CV = cavalo a vapor que a fora de elevar um peso de 75 kg a uma altura de 1 mno tempo de 1 segundo.HP do ingls Horse Power.

INSTALAES DE MOTORES.

As duas fo rmas de ligaes nos motores t ri fsicos so : li gao estrela e ligaotringulo.

O estator o local onde se aplica a tenso, e este pr sua vez constitudo de

trs bobinas (trifsico). Dependendo da forma de ligao dessas trs bobinas quese consegue obter a ligao estrela (Y) ou a ligao tri ngulo .

A l igao estrela na maio ria dos c asos efetuada apen as para dar partida ao motor(fazer o motor g irar), pois, a corrente de pico do motor baixa (corrente de pico acorrente registrada pr um medidor quando o motor ligado. Essa corrente deintensidade maior que a corrente normal), mas, pr conseguinte, a potnciafornecida carga, tambm menor. Na ligao tringulo () ocorre o contrrio daestrela, pois a corrente de pico alta e a potncia fornecida carga mxima. Afinalidade da corrente de pico ser baixa evitar que ocorra um alto consumo deenergia eltrica. Pr exemplo: se tivermos dois motores ligados em nossa

residncia e estes funcionarem permanentemente durante trinta dias, no final doms quando formos pagar a con ta de luz referente aos dois motores, a conta mais cara do motor ligado em tringulo.

Pr isso que freqentemente liga-se um motor em estrela e, depois que o motoratinge sua velocidade constante (corrente normal de consumo), muda-se o paratringulo (artifcio u tilizado pr contadores) para mant-lo com m xima potncia emcorrente normal de funcionamento.

Os motores monofsicos so de apenas uma nica fase (110V, pr exemplo) e soligados d iretamente rede eltrica.

Porm, o mesmo no ocorre com os motores trifsicos, que podem ser ligados deduas formas distintas, o que dificulta o modo de ligao.Primeiramente ao lidarmos com os motores trifsicos, devemos saber as duasformas de ligao, como esto d istribudas s bobinas no estator (trifsico contmtrs bobinas no estator) e posteriormente efetuar tal ligao, conforme ilustra afigura 15.


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Referente s bobinas do estator, estas esto identificadas no motor atravs denmeros, ou ainda, marcadas pr

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